(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数本の中空糸膜により形成された中空糸膜束（１）と、前記中空糸膜束（１）を収容するケース（２）と、前記中空糸膜の中空内部を通る第１流路（３）と、前記中空糸膜の外壁面側を通る第２流路（４）とを備えた加湿膜モジュールであって、前記中空糸膜束（１）の両端において、前記中空糸膜束（１）と前記ケース（２）との間隙を封止するポッティング部材（５）により、前記中空糸膜束（１）と前記ケース（２）とを同時に一体化すると共に、前記ケース（２）の両端にそれぞれ前記第１流路（３）を構成するための流入口（３１）と流出口（３２）とを設け、前記両端付近の側面に、それぞれ前記第２流路（４）を構成するための入口（４１）と出口（４２）とを設けると共に、前記ケース（２）が、前記中空糸膜束（１）を収容する、両端部及び両側面に開口部を備えたケース本体（２１）と、前記ケース本体（２１）の両端開口部を塞いで前記第１流路（３）を構成する前記流入口（３１）及び流出口（３２）をそれぞれ設けた第１の蓋部材（２２）及び第２の蓋部材（２３）と、前記ケース本体（２１）の両側面の開口部を塞いで前記第２流路（４）を構成する前記入口（４１）及び前記出口（４２）をそれぞれ設けた第３の蓋部材（２４）と第４の蓋部材（２５）とより構成され、前記ポッティング部材（５）と前記ケース（２）内周面との間に、それぞれ封止部材（６）を介在させ、前記封止部材（６）が、前記ケース本体（２１）の両端開口部と、前記第１の蓋部材（２２）及び前記第２の蓋部材（２３）との間隙も同時にシールしていることを特徴とする加湿膜モジュール。
【請求項２】
前記ケース本体（２１）の両側面に設けた開口部が、平坦で網目形状であることを特徴とする請求項１に記載の加湿膜モジュール。
【請求項３】
前記封止部材（６）が、前記ポッティング部材（５）を施し、一定時間オートクレーブ処理を施した後、設けられることを特徴とする請求項１記載の加湿膜モジュール。
【請求項４】
前記ケース本体（２１）の前記ポッティング部材（５）が施される内周面に、前記ポッティング部材（５）の一部が入り込む溝（２６）を設けたことを特徴とする請求項１または２記載の加湿膜モジュール。
【請求項５】
燃料電池用に用いられることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の加湿膜モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加湿膜モジュールに関する。
また、本発明は、中空糸型分離膜を用いて種々の物質をろ過するのに有用な加湿膜モジュールに関する。
更に、燃料電池用の加湿膜モジュールとして特に有用である。
【背景技術】
【０００２】
従来、加湿膜モジュールにおいては、被加湿空気が中空糸膜内を通り、且つ加湿空気が中空糸膜外を通る構成となっている。
そして、この種加湿中空糸膜モジュールとしては、特開２００４−２０２４７８号公報、或いは、特開２００５−２２４７１９号公報に開示される様な燃料電他用加湿中空糸膜モジュールの構造が知られている。
【０００３】
この様な従来公知の加湿中空糸膜モジュールを図５及び図６に基づき説明する。
尚、図６は図５のＡ−Ａ断面図である。
図においては、最も高効率な水分供給を図る為、両端が充填接着剤４００によりポッティングされた中空糸膜１００に対して、端から端へ流入ポート６００と流出ポート７００とを禅掛け（周方向に１８０度ずれた軸方向反対側）に加湿空気を流す様にモジュールケース５００に配置する。
【０００４】
そして、流入ポート６００を通りモジュールケース５００の室内に流入した加湿空気が、中空糸膜１００の長手方向に拡散する。
更に、この種膜モジュールは、モジュールケース５００を、図示しない外部ケース部材内に配置し、この外部ケース部材の内壁面とモジュールケース５００の外壁面との隙間に、シール部材を介在させて、隙間を液密にシールする構成としていた。
また、外部ケース部材の両端には、それぞれ中空糸膜内を流体が流れるための流入口と流出口が設けられ、更に、その両端近傍の側面には、それぞれ、中空糸膜の外面をクロスして流れるための入口と出口が設けられる形で使用されている。
しかし、ケースをモジュールケース５００と外部ケース部材の２層構造としているため、費用が嵩むばかりでなく、膜モジュール全体の重量も重く、形状も大きくならざるを得なかった。
更に、ケースが２層構造となっているため、組み立て工数も多くかかった。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２０２４７８号公報
【特許文献２】特開２００５−２２４７１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、ケースを単層構造とすることにより、膜モジュール全体の重量を軽くし、製作費用も安価で、小型化が可能な加湿膜モジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の加湿膜モジュールは、複数本の中空糸膜により形成された中空糸膜束（１）と、前記中空糸膜束（１）を収容するケース（２）と、前記中空糸膜の中空内部を通る第１流路（３）と、前記中空糸膜の外壁面側を通る第２流路（４）とを備えた加湿膜モジュールであって、前記中空糸膜束（１）の両端において、前記中空糸膜束（１）と前記ケース（２）との間隙を封止するポッティング部材（５）により、前記中空糸膜束（１）と前記ケース（２）とを同時に一体化すると共に、前記ケース（２）の両端にそれぞれ前記第１流路（３）を構成するための流入口（３１）と流出口（３２）とを設け、前記両端付近の側面に、それぞれ前記第２流路（４）を構成するための入口（４１）と出口（４２）とを設けると共に、前記ケース（２）が、前記中空糸膜束（１）を収容する、両端部及び両側面に開口部を備えたケース本体（２１）と、前記ケース本体（２１）の両端開口部を塞いで前記第１流路（３）を構成する前記流入口（３１）及び流出口（３２）をそれぞれ設けた第１の蓋部材（２２）及び第２の蓋部材（２３）と、前記ケース本体（２１）の両側面の開口部を塞いで前記第２流路（４）を構成する前記入口（４１）及び前記出口（４２）をそれぞれ設けた第３の蓋部材（２４）と第４の蓋部材（２５）とより構成され、前記ポッティング部材（５）と前記ケース（２）内周面との間に、それぞれ封止部材（６）を介在させ、前記封止部材（６）が、前記ケース本体（２１）の両端開口部と、前記第１の蓋部材（２２）及び前記第２の蓋部材（２３）との間隙も同時にシールしている構成としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、以下に記載されるような効果を奏する。
請求項１記載の発明の加湿膜モジュールによれば、膜モジュール全体の重量を軽くし、製作費用も安価で、小型化が可能であると共に、熱的影響を受けても、ポッティング部材とケース内周面との間を液密に維持でき、ケースの組み立て分解が容易で、封止部材により、ケース本体の両端開口部と、第１の蓋部材及び第２の蓋部材との間隙も同時にシール出来る為、構造を簡素化出来る。
【００１２】
また、請求項２記載の発明の加湿膜モジュールによれば、加湿膜モジュールの性能を高めることが出来る。
【００１３】
更に、請求項３記載の発明の加湿膜モジュールによれば、熱的影響を受けても、ポッティング部材とケース内周面との間のシールを、より良好に維持できる。
更に、請求項４記載の発明の加湿膜モジュールによれば、ケース本体とポッティング部材との分離を確実に阻止出来る。
【００１４】
更に、請求項５記載の発明の加湿膜モジュールによれば、燃料電池の加湿膜モジュールとして用いて特に有効である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図１乃至図４に基づき説明する。
図１は、本発明の加湿膜モジュールに使用するケースの組み立て前の斜視図である。
図２は、本発明の加湿膜モジュールの組み立て図である。
図３は、図２のＡ−Ａ断面図である。
図４は、図３の部分拡大図である。
【００１６】
本発明の加湿膜モジュールは、図１乃至図４に示す様に、複数本の中空糸膜により形成された中空糸膜束１と、この中空糸膜束１を収容するケース２と、中空糸膜の中空内部を通る第１流路３と、中空糸膜の外壁面側を通る第２流路４とを備えている。
そして、図３及び図４に示す様に、中空糸膜束１の両端は、ポッティング部材５により、中空糸膜束１とケース２との間隙が封止されている。
また、このポッティング部材５により、中空糸膜束１とケース２とを同時に一体化している。
【００１７】
更に、ケース２の両端には、それぞれ第１流路３を構成するための、流入口３１と流出口３２とが設けられている。
更にまた、ケース２の両端付近の側面には、それぞれ第２流路４を構成するための入口４１と出口４２とが設けられている。
また、図４に示す様に、ポッティング部材５とケース２内周面との間には、それぞれ封止部材６を介在させている。
このことにより、ポッティング部材５とケース２内周面との間を液密に維持できる。
更に、この封止部材６は、ケース本体２１の両端開口部と、第１の蓋部材２２及び第２の蓋部材２３との間隙も同時にシールしている。
このため、一つの封止部材６により、３部材間の間隙を同時にシールできるため、構造を簡素化することが出来る。
【００１８】
この封止部材６としては、液状のシール剤、またはゴム状弾製材製パッキンが使用できる。
図１に示す様に、本実施例に使用されるケース２は、中空糸膜束１を収容する、両端部及び両側面に開口部を備えたケース本体２１と、ケース本体１１の両端開口部を塞いで、第１流路３を構成する流入口３１及び流出口３２をそれぞれ設けた第１の蓋部材２２及び第２の蓋部材２３と、ケース本体２１の両側面の開口部を塞いで、第２流路４を構成する入口４１及び出口４２をそれぞれ設けた第３の蓋部材２４と第４の蓋部材２５とより構成されている。
【００１９】
ケース本体２１の両側面に設けた開口部は、平坦で網目形状となっている。
このことにより、中空糸膜束１の損傷を防止し、交換効率を高めることが出来る。
更に、封止部材６を、ポッティング部材５が施された後、一定時間、オートクレーブにより加熱処理を施して、ポッティング部材５を熱収縮させた後、設けることにより、熱的影響を受けても、ポッティング部材とケース内周面との間を液密に維持できる。
【００２０】
また、図４に示す様に、ケース本体２１の両端のポッティング部材５が施される内周面に、前記ポッティング部材５の一部が入り込む溝２６を設けている。
このことにより、加湿膜モジュールが、熱的、物理的衝撃を受けたとしても、ケース本体２１とポッティング部材５との分離を確実に阻止出来る。
本発明に係る加湿膜モジュールは、固体高分子型燃料電池用の反応ガスを加湿して供給する装置に用いると特に有用である。
【００２１】
尚、ポッティング剤としては、ポリウレタン、シリコーン、エポキシ、ナイロン等が適宜選択して用いられる。
また、中空糸膜の材質としては、ポリエーテルスルホン、ポリイミド、ポリオレフィン等が適宜選択して用いられる。
更に、ケースの素材としては、アルミ、ステンレス等の金属、ポリプロピレン、フッ素樹脂、ポリスルホン、アクリル等の樹脂が適宜選択して用いられる。
【００２２】
また、本発明は上述の考案を実施するための最良の形態に限らず本発明の要旨を逸脱することなくその他種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の加湿膜モジュールに使用するケースの組み立て前の斜視図である。
【図２】本発明の加湿膜モジュールの組み立て図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】図３の部分拡大図である。
【図５】従来技術に係る加湿膜モジュールの断面図である。
【図６】図４のＡ−Ａ断面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１    中空糸膜束
２    ケース
３    第１流路
４    第２流路
５    ポッティング部材
６    封止部材
２１  ケース本体
２２  第１の蓋部材
２３  第２の蓋部材
２４  第３の蓋部材
２５  第４の蓋部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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